半導體器件原理第三章4

1、 當發(fā)射極開路時，當發(fā)射極開路時，IE = 0 ，但這并不意味，但這并不意味VBE = 0 。那么。那么VBE 應當為多少呢？根據(jù)邊界條件知，當應當為多少呢？根據(jù)邊界條件知，當VBC 0 時，在基區(qū)時，在基區(qū)中靠近集電結的一側，有：中靠近集電結的一側，有： 1、浮空電勢、浮空電勢0expkTqVnWnBCpoBp 基區(qū)中的部分少子電子被基區(qū)中的部分少子電子被集電結上的反偏掃入集電區(qū)，集電結上的反偏掃入集電區(qū)，但因但因 IE = 0 ，基區(qū)少子得不到，基區(qū)少子得不到補充，使在靠近發(fā)射結一側，補充，使在靠近發(fā)射結一側，有：有：np(0) npo ，根據(jù)邊界條件，根據(jù)邊界條件，這說明發(fā)射結上存在一個

2、反向這說明發(fā)射結上存在一個反向電壓，這就是電壓，這就是 浮空電勢浮空電勢 。1-exp-1-exp 1-exp-1-expkTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCCSRBEESE 已知已知 NPN 管的共基極電流管的共基極電流-電壓方程為：電壓方程為：(1)(2) 將將 IE = 0 代入方程代入方程 ， 得：得：考慮到考慮到 VBC 0 以及互易關系以及互易關系 ，得：，得：CSRESII于是從上式可解得浮空電勢為：于是從上式可解得浮空電勢為：ESCSRBEIIkTqV1exp0)1ln(qkTVBEpopBEnnV-3109.9(0)0.12V,99. 0，則若例

3、：例：1exp1expkTqVIIkTqVBCESCSRBE 2、共基極接法中的雪崩倍增效應和擊穿電壓、共基極接法中的雪崩倍增效應和擊穿電壓 已知已知 PN 結的雪崩倍增因子結的雪崩倍增因子 M 可以表示為：可以表示為：它表示進入勢壘區(qū)的原始電流經雪崩倍增后放大的倍數(shù)。它表示進入勢壘區(qū)的原始電流經雪崩倍增后放大的倍數(shù)。 在工程實際中常用下面的經驗公式來表示當已知擊穿電壓在工程實際中常用下面的經驗公式來表示當已知擊穿電壓時時 M 與外加電壓之間的關系：與外加電壓之間的關系：當當V= 0 時，時，M = 1 ; 當當V VB 時，時，M 。鍺鍺PN 結結:硅硅PN 結結:S = 6 (PN+)S

4、= 3 (P+N)S = 2 (PN+)S = 4 (P+N)dx0-11dxMiSBVVM11 對于晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中，對于晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中， ，CBOECIII當發(fā)生雪崩倍增效應時，當發(fā)生雪崩倍增效應時， 成為：成為：CBOECBOECIAIIMIMI 上式中，上式中， ， ，分別為計入雪崩倍增，分別為計入雪崩倍增效應后的放大系數(shù)與反向截止電流。效應后的放大系數(shù)與反向截止電流。MACICBOCBOIMI倍。增大了與均比與這時時，當。，取則管的：某硅例0.02630.9955,0263. 1(0.4)-114 . 0497. 0,99. 0*,98. 0NPN14C

5、BOCBOBBCIIAMAMVVS 定義：定義：將發(fā)射極開路時，使將發(fā)射極開路時，使 ICBO 時的時的VBC稱為稱為共基極集電結雪崩擊穿電壓共基極集電結雪崩擊穿電壓 ，記為，記為BVCBO 。 顯然，當顯然，當VBC VB 時，時，M , ICBO ，所以，所以BVCBO = VB 。 雪崩擊穿對共基極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對共基極輸出特性曲線的影響： 3、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應和擊穿電壓、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應和擊穿電壓 在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有：在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有： 當發(fā)生雪崩倍增效應時，當發(fā)生雪崩倍增效應時，IC 成為：成為： 上式中，上式中，分別為計入

6、雪崩倍增效應后的放大系數(shù)與穿透電流。分別為計入雪崩倍增效應后的放大系數(shù)與穿透電流。1-1CBOBCEOBCIIIIICEOBCBOBCIBIMIMIMMI1-1AIMIMIAAMMBCBOCBOCEO11,11 可見雪崩倍增對可見雪崩倍增對 與與ICEO 的影響要比對的影響要比對 與與ICBO 的影響大的影響大得多?；蛘哒f，雪崩倍增對共發(fā)射極接法的影響要比對共基極得多。或者說，雪崩倍增對共發(fā)射極接法的影響要比對共基極接法的影響大得多。接法的影響大得多。倍。的與均是與這時。時當。中的晶體管相同，：與例例8 . 6220A-1AB0.9955,A1.0263, 0.44, 5 .32,97. 01

7、2CEOCEOBBCIIBMMVVS 定義：定義：將基極開路時，使將基極開路時，使 ICEO 時的時的 VCE 稱為稱為集電極集電極發(fā)射極擊穿電壓發(fā)射極擊穿電壓，記為：，記為：BVCEO 。 BVCEO 與與 BVCBO 的關系：的關系： 當當 時，即時，即 時，時， ，將此關系，將此關系1MSCBOSBSBCEOSBCEOBVVVBVVBVM1111VBVBVSCEOCBO6132.5147147V45 .32134時，當。，中的晶體管相同，：與例例SCBOCEOBVBV即：即：1MACEOCEBVV代入代入M 中，得：中，得： 在擊穿的起始階段電流還很小，在擊穿的起始階段電流還很小， 在小

8、電流下變小，使?jié)M在小電流下變小，使?jié)M足擊穿條件足擊穿條件 的的 M 值較大，擊穿電壓值較大，擊穿電壓 BVCEO 也就較高。也就較高。隨著電流的增大，隨著電流的增大， 恢復到正常值，使?jié)M足恢復到正常值，使?jié)M足 的的M值減小，值減小，擊穿電壓也隨之下降到與正常的擊穿電壓也隨之下降到與正常的 與與 值相對應的值相對應的 ，使曲線的擊穿點向左移動，形成一段負阻區(qū)。當出現(xiàn)負阻區(qū)時，使曲線的擊穿點向左移動，形成一段負阻區(qū)。當出現(xiàn)負阻區(qū)時，上式應該改為：上式應該改為： 曲線中有時曲線中有時會出現(xiàn)一段會出現(xiàn)一段 負阻區(qū)負阻區(qū)。圖中，。圖中， VSUS 稱為維持電壓。稱為維持電壓。 原因：原因：SCBOBVS

9、CBOsusBVV1MCBOCEOIMMI1CECEOVI1MICEOBVCEOVCEVSUSIC0負阻區(qū)負阻區(qū) 4、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時的反向電流、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時的反向電流（本小節(jié)內容請同學們自學。）（本小節(jié)內容請同學們自學。）susV 雪崩擊穿對共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：晶體管的各種偏置條件晶體管的各種偏置條件測試測試BVCES的電路示意圖的電路示意圖BVCES 基極對發(fā)射極短路時的基極對發(fā)射極短路時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCER基極接有電阻基極接有電阻RB時的時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCEX基極接有

10、反向偏壓時的基極接有反向偏壓時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓各種擊穿電壓的大小關系各種擊穿電壓的大小關系BVCEO BVCER BVCEX BVCES NB NC ， 故故 BVCBO 取決于取決于NC ， BVEBO 取決于取決于NB , 且且 BVCBO BVEBO 。 6、基區(qū)穿通效應、基區(qū)穿通效應 當集電結上的反向電壓增大到其勢壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)，當集電結上的反向電壓增大到其勢壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)， WB = 0 時，時， IC 將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為 基區(qū)穿通基區(qū)穿通，相應的，相應的集電結反向電壓稱為集電結反向電壓稱為 穿通電壓穿通電壓，記為，記為Vpt 。WBNNP0 基區(qū)穿通時，進入基區(qū)中的勢壘區(qū)寬度與基區(qū)寬度相等?；鶇^(qū)穿通時，進入基區(qū)中的勢壘區(qū)寬度與基區(qū)寬度相等。對于突變結：對于突變結：2)(2BBCCBsptWNNNNqV 防止基區(qū)穿通的措施防止基區(qū)穿通的措施 ：增大增大 WB 與與 NB 。這與防止厄爾利。這與防止厄爾利效應的措施相一致，但與提高效應的措施相一致，但與提高 放大系數(shù)放大系數(shù) 與與 的